一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物、制备方法及其应用。一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其包括阳离子和阴离子，所述阴离子如式I所示。本发明专利技术的N-取代羰基氟磺酰胺化合物毒性小，制备简单，使用方便，在常温下是固体稳定状态，与底物反应高效合成N-胺基羰基氟磺酰胺产物；此外，本化合物的底物适应性广，可包括一级胺和二级胺类化合物，因此具有重要的学术和应用价值。学术和应用价值。学术和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]六价硫氟官能团表现出的反应条件温和，高效，对氧气和水不敏感，无金属催化，底物适用范围广以及正交性的特别性质，使其被广泛应用于化学，生物和材料等领域。自从K.Barry Sharpless教授和Jiajia Dong教授在2014年(Angew.Chem.Int.Ed.2014,9430)首次提出并成功实现六价硫氟交换反应以来，该类反应已在有机合成化学、材料化学、药物化学、化学生物学特别是蛋白质分子选择性标记和修饰等方面受到广泛关注并展示了很好的应用前景，被称为新一代点击化学，触发了当前氟化学研究的一个新的热点。在一系列可被广泛利用的六价硫氟类官能团中，又以氟磺酰基官能团的应用最为广泛。然而，六价硫氟官能团的合成仍然需要相对普适性的方法，而且对六价硫氟官能团应用的研究也不够深入。所以，如何简单快速的引入六价硫氟官能团，并且进一步研究其在合成中的应用具有重要意义。异氰酸酯基团中的碳是非常好的亲电中心，可以和很多种亲核试剂顺利反应。其中，氯磺酰异氰酸酯是异氰酸酯类化合物中活性最高的化合物之一，可以与三元环，烯烃，炔烃，醇，醛，有α-氢的酮，羧酸，伯酰胺，烷烃，胺等官能团反应，在生物，制药和材料等领域中被广泛应用。而且，由于其高活性，易合成的特点，很早就已经商品化，可以在工业中大量生产，价格低廉。因此，与其有类似结构的氟磺酰异氰酸酯引起了我们的注意，其高活性可以达到向化合物中简单快速的引入六价硫氟官能团的目的。但是使用硫酰氟在实验室合成该系列化合物也有极其明显的缺陷：该化合物是一个具有强腐蚀性，易水解，易挥发等特点的无色液体，对储存及使用增加了很大的难度，所以尽管与氯磺酰异氰酸酯有着相似的反应活性，但该试剂一直没有商品化。
[0003]文献报道过烷基或芳香基异氰酸酯与N-羟基琥珀酰亚胺的反应，一般是在有机碱或路易斯酸的催化下反应(Keisuke Kurita,Hidetomo Imajo,and Yoshio Iwakura J.Org.Chem.,1978,43,2918-2919；Ryota Mori a,Asako Kato a,Kousuke Komenoi a,Haruaki Kurasaki a,Touru Iijima a,Masashi Kawagoshi a,Y.B.Kiran a,Sho Takeda a,Norio Sakai a,Takeo Konakahara,European Journal of Medicinal Chemistry,2014,82,16
–
35)。
[0004][0005]在烷基或芳香基异氰酸酯与N-羟基琥珀酰亚胺的反产物，进一步与胺的反应中必须有碱的存在，或在碱性缓冲剂中反应(Schmidt,R.G.；Bayburt,E.K.；Latshaw,S.P.；Koenig,J.R.；Daanen,J.F.；McDonald,H.A.；Bianchi,B.R.；Zhong,C.；Joshi,S.；Honore,P.；Marsh,K.C.；Lee,C.-H.；Faltynek,C.R.；Gomtsyan,A.Bioorg.Med.Chem.Lett.2011,
21,1338-1341；A,Arnold AA,Genard B,Nadalini J-B,S
é
guin Heine M-O,Marcotte I,Tremblay R,Sleno L,Rapid Commun Mass Spectrom 2012,26,1165
–
1174)。
[0006]
技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是克服本领域目前的氟磺酰异氰酸酯所具有的强腐蚀性，易分解，易挥发等的缺陷，而提供一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物、制备方法及其应用。本专利技术的N-取代羰基氟磺酰胺化合物能高效合成N-胺基羰基氟磺酰胺产物，并且毒性小，制备简单，使用方便，在常温下是稳定固体状态，以及底物适应性广，是目前可以实现该类化学转化的唯一的固体形态试剂，具有较好的学术和应用价值。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案来解决上述问题的。
[0009]本专利技术提供了一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其包括阳离子和阴离子，所述阴离子如式I所示：
[0010][0011]其中，
[0012]为单键或双键；
[0013]R1和R2为氢、或R1和R2及其间的共同形成苯环。
[0014]在某些实施方案中，当R1和R2为氢时，所述的为单键。
[0015]在某些实施方案中，R1和R2为氢，所述的为单键。
[0016]在某些实施方案中，所述的阴离子为优选为
[0017]在某些实施方案中，所述的阳离子为金属阳离子或其中，R3、R4、R5和R6独立地为C
1-C6烷基。
[0018]在某些实施方案中，所述的金属阳离子为碱金属阳离子，例如钠离子、钾离子或铯离子，再例如钠离子或钾离子。
[0019]在某些实施方案中，R3、R4、R5和R6独立地为C
1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，再例如甲基或正丁基。
[0020]在某些实施方案中，R3、R4、R5和R6相同或不同，例如R3、R4、R5和R6相同。
[0021]在某些实施方案中，所述的为
[0022]在某些实施方案中，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物由所述的阳离子和所述的阴离子组成。
[0023]在某些实施方案中，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物为取代羰基氟磺酰胺化合物为取代羰基氟磺酰胺化合物为
[0024]本专利技术还提供了一种如上所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其包括以下步骤：在溶剂中，将如式II所示的化合物和如式III所示的化合物进行如下所示的缩合反应，得到所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物即可，
[0025][0026]其中，R1和R2同前所述；为阳离子，阳离子同前所述。
[0027]在某些实施方案中，所述的缩合反应中，所述的溶剂可为本领域该类反应常规的溶剂，本专利技术优选为腈类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、亚砜类溶剂、酰胺类溶剂和醇类溶剂中的一种或多种，更优选为腈类溶剂。所述的腈类溶剂优选为乙腈。所述的卤代烃类溶剂优选为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和氯仿中的一种或多种。所述的醚类溶剂优选为乙醚或甲基叔丁基醚。所述的亚砜类溶剂优选为二甲基亚砜。所述的酰胺类溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。所述的醇类溶剂优选为甲醇或乙醇。
[0028]在某些实施方案中，所述的缩合反应中，所述的如式II所示的化合物在所述溶剂中的摩尔浓度可为本领域该类反应常规的摩尔浓度，本专利技术特别优选为0.1mol/L-1mol/L，例如0.3mol/L-0.7mol/L，再例如0.5mol/L。
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其特征在于，其包括阳离子和阴离子，所述阴离子如式I所示：其中，为单键或双键；R1和R2为氢、或R1和R2及其间的共同形成苯环。2.如权利要求1所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其特征在于，所述的阴离子为优选为和/或，所述的阳离子为金属阳离子或R3、R4、R5和R6独立地为C
1-C6烷基。3.如权利要求2所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其特征在于，所述的金属阳离子为碱金属阳离子，例如钠离子、钾离子或铯离子，再例如钠离子或钾离子；和/或，R3、R4、R5和R6独立地为C
1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，再例如甲基或正丁基；和/或，R3、R4、R5和R6相同或不同，例如R3、R4、R5和R6相同。4.如权利要求1-3任一项所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其特征在于，所述的为和/或，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物由所述的阳离子和所述的阴离子组成。5.如权利要求1所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物，其特征在于，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物为
6.一种如权利要求1-5任一项所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：在溶剂中，将如式II所示的化合物和如式III所示的化合物进行如下所示的缩合反应，得到所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物即可，其中，R1和R2同权利要求1-5任一项所述；为阳离子，阳离子同权利要求1-5任一项所述。7.如权利要求6所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为腈类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、亚砜类溶剂、酰胺类溶剂和醇类溶剂中的一种或多种，优选为腈类溶剂；所述的腈类溶剂优选为乙腈；所述的卤代烃类溶剂优选为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和氯仿中的一种或多种；所述的醚类溶剂优选为乙醚或甲基叔丁基醚；所述的亚砜类溶剂优选为二甲基亚砜；所述的酰胺类溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺；所述的醇类溶剂优选为甲醇或乙醇；和/或，所述的如式II所示的化合物在所述溶剂中的摩尔浓度为0.1mol/L-1mol/L，例如0.3mol/L-0.7mol/L，再例如0.5mol/L；和/或，所述的如式II所示的化合物与如式III所示的化合物的摩尔比为1:10-10:1，例如1:2-2:1，再例如1:1；和/或，所述的反应在无水的条件下进行；和/或，所述的反应的反应温度为-15℃到40℃，例如室温；和/或，所述反应的时间为2-8小时，优选为2-4小时；和/或，所述的缩合反应结束后进一步包括后处理步骤；所述后处理步骤为浓缩，加入试剂搅拌，过滤，洗涤和干燥；所述浓缩可采用旋转蒸发；所述的试剂和洗涤所使用的试剂可为甲基叔丁基醚；所述的洗涤次数可为3次；所述的干燥可为真空干燥；和/或，所述的缩合反应包括下列步骤：将所述的溶剂和所述的如式II所示的化合物混合，再和所述的如式III所示的化合物混合进行所述的缩合反应即可；和/或，所述反应中的物料为所述的溶剂、所述的如式II所示的化合物和所述的如式III所示的化合物。
8.如权利要求6或7所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其特征在于，其还进一步包括以下步骤：溶剂中，将如式IV所示的化合物和如式V所示的化合物进行如下所示的复分解反应得到所述的如式II所示的化合物即可，其中，R1和R2同权利要求6所述；R7为OH或C
1-C6烷氧基。9.如权利要求8所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其特征在于，当为金属阳离子时，R7为C
1-C6烷氧基；和/或，当为时，R7为OH。10.如权利要求9所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物的制备方法，其特征在于，R7为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基或叔丁氧基；和/或，所述的复分解反应中，所述的溶剂为腈类溶剂、卤代烃溶剂、酯类溶剂、芳烃类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂、亚砜类溶剂、酰胺类溶剂和醇类溶剂中的一种或多种，更优选为醇类溶剂；所述的腈类溶剂优选为乙腈；所述的卤代烃溶剂优选为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和氯仿中的一种或多种；所述的酯类溶剂优选为乙酸乙酯；所述的芳烃类溶剂优选为苯或甲苯；所述的酮类溶剂优选为丙酮；所述的醚类溶剂优选为1,4-二氧六环、甲基叔丁基醚、乙醚和四氢呋喃中的一种或多种；所述的亚砜类溶剂优选为二甲基亚砜；所述的酰胺类溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺和/或N-甲基吡咯烷酮；所述的醇类溶剂优选为甲醇和/或乙醇；和/或，所述的复分解反应中，所述的如式IV所示的化合物在所述溶剂中的摩尔浓度为0.1mol/L-2mol/L，例如0.5mol/L-1.5mol/L，再例如1mol/L；和/或，所述的复分解反应中，所述的如式IV所示的化合物与如式V所示的化合物的摩尔比为1:10-10:1，例如1:2-2:1，再例如1:1；和/或，所述的复分解反应中，所述的反应在无水的条件下进行；和/或，所述的复分解反应中，所述的反应的反应温度为-20℃到35℃，例如室温；和/或，所述的复分解反应中，所述反应的反应时间为2-48小时，优选为2-8小时；和/或，所述的复分解反应结束后还进一步包括后处理步骤；所述后处理步骤优选为除去溶剂，进一步优选为旋干溶剂，用甲苯旋蒸共沸除水三次，油泵抽干残余溶剂；和/或，所述的复分解反应包括下列步骤：将所述的溶剂和所述的如式IV所示的化合物混合，再和所述的如式V所示的化合物混合进行所述的复分解反应即可。11.一种如权利要求1-5任一项所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物作为氟磺酰胺化试剂的应用。
12.如权利要求11所述的应用，其特征在于，其包括以下步骤：溶剂中，将底物与所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物进行反应得到含的产物即可；其中，所述的底物为一级胺或二级胺；优选地，所述反应中的物料为所述的溶剂、所述的底物和所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物。13.如权利要求12所述的应用，其特征在于，所述的溶剂为腈类溶剂，优选为乙腈；和/或，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物在所述的溶剂中的摩尔浓度为0.1mol/L-1mol/L，例如0.1mol/L-0.5mol/L，再例如0.2mol/L；和/或，所述的N-取代羰基氟磺酰胺化合物与所述的底物的摩尔比为1:10-10:1，例如1:2-2:1，再例如1:1；和/或，所述的反应在无水的条件下进行；和/或，所述的反应的反应温度为20℃到90℃，例如80℃；和/或，所述的反应的反应时间为0.5-8小时，优选为1-2小时；和/或，所述的底物为NHR8R9、当所述的底物为NHR8R9时，相应地得到产物为当所述的底物为时，相应地得到产物为当所述的底物为时，相应地得到产物为其中，R8和R9独立地为氢、C
6-C
10
芳基、被一个或多个R
8-1
取代的C
6-C
10
芳基、C
1-C6烷基、被一个或多个R
8-2
取代的C
1-C6烷基、3-8元杂环烷基、或、被一个或多个R
8-3
取代的3-8元杂环烷基；或者，R8和R9以及它们之间所述的氮原子形成含氮3-8元杂环烷基或被一个或多个R
8-4
取代的含氮3-8元杂环烷基；所述的3-8元杂环烷基、被一个或多个R
8-3
取代的3-8元杂环烷基中的3-8元杂环烷基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；含氮3-8元杂环烷基和被一个或多个R
8-4
取代的含氮3-8元杂环烷基中的含氮3-8元杂环烷基中的杂原子为所述的氮原子；R8和R9不同时为氢；R
8-1
独立地为羟基、羧基、C
2-C4炔基、C
1-C4烷氧基、C
2-C4烯基、卤素、C
1-C6烷基或被一个或多个R
8-1-1
取代的C
1-C6烷基；或者，当R
8-1
为两个时，两个R
8-1
与它们之间的碳原子形成3-8元杂环烯基；所述的3-8元杂环烯基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；R
8-1-1
独立地为羧基或FmocNH-；R
8-2
独立地为5-10元杂
芳基、被一个或多个R
8-2-1
取代的5-10元杂芳基、3-8元杂环烷基、被一个或多个R
8-2-2
取代的3-8元杂环烷基、C
1-C6烷基、被一个或多个R
8-2-3
取代的C
1-C6烷基、C
6-C
10
芳基、-C(＝O)OR
8-2-4
、C
3-C
20
环烯基、C
1-C6烷氧基、被一个或多个R
8-2-5
取代的C
1-C6烷氧基、C
3-C
20
环烷基、或、被一个或多个R
8-2-6
取代的C
3-C
20
环烷基；所述的5-10元杂芳基、被一个或多个R
8-2-1
取代的5-10元杂芳基中的5-10元杂芳基、3-8元杂环烷基、被一个或多个R
8-2-2
取代的3-8元杂环烷基中的3-8元杂环烷基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；R
8-2-1
独立地为C
1-C6烷氧基；R
8-2-2
独立地为-C(＝O)O-C
1-C6烷基；R
8-2-3
独立地为C
6-C
10
芳基、被一个或多个R
8-2-3-1
取代的C
6-C
10
芳基、或、羟基；R
8-2-3-1
独立地为羟基或C
1-C6烷氧基；R
8-2-4
为C
1-C6烷基、或、被一个或多个R
8-2-4-1
取代的C
1-C6烷基；R
8-2-4-1
独立地为C
6-C
10
芳基；R
8-2-5
独立地为3-8元杂环烯基、或、被一个或多个R
8-2-5-1
取代的3-8元杂环烯基；3-8元杂环烯基和被一个或多个R
8-2-5-1
取代的3-8元杂环烯基中的3-8元杂环烯基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；R
8-2-5-1
独立地为C
1-C6烷基、-C(＝O)OC
1-C6烷基、或、卤素取代的C
6-C
10
芳基；R
8-2-6
独立地为C
1-C6烷基；R
8-3
独立地为-C(＝O)O-C
1-C6烷基、被一个或多个R
8-3-1
取代的5-15元杂芳基、或、被一个或多个R
8-3-2
取代的3-8元杂环烯基；所述的被一个或多个R
8-3-1
取代的5-15元杂芳基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2、3或4；所述的被一个或多个R
8-3-2
取代的3-8元杂环烯基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；R
8-3-1
独立地为C
2-C6炔基、氧代、C
1-C6烷基、或、被一个或多个R
8-3-1-1
取代的C
1-C6烷基；R
8-3-1-1
独立地为被一个或多个C
1-C6烷基取代的5-15元杂芳基；所述的被一个或多个C
1-C6烷基取代的5-15元杂芳基中的杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种，杂原子个数为1、2或3；R
8-3-2
独立地为C
1-C6烷基、氧代、或、被一个或多个R
8-3-2-1
取代的C
1-C6烷基；R
8-3-2-1
为氰基取代的C
6-C
10
芳基；R
8-4
独立地为C
1-C6烷基、被一个或多个C
6-C
10
芳基取代的C
1-C6烷基、或、-NHC(＝O)R
8-4-1
；R
8-4-1
为C
6-C
10
芳基、或、被一个或多个C
1-C6烷氧基取代的C
6-C
10
芳基；为单键或双键，R
10
和R
11
独立地为C
6-C
10
芳基，或者，R
10
和R
11
及其之间的碳原子相连形成C
6-C
10
芳基；其中环A为C
6-C
10
芳基。14.如权利要求13所述的应用，其特征在于，当R8和R9独立地为C
6-C
10
芳基时，所述的C
6-C
10
芳基为苯基或萘基，例如苯基；和/或，当R8和R9独立地为被一个或多个R
8-1
取代的C
6-C
10
芳基时，所述的C
6-C
10
芳基为苯基或萘基，例如苯基；和/或，当R8和R9独立地为C
1-C6烷基时，所述的C
1-C6烷基为C
1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，再例如甲基或乙基；和/或，当R8和R9独立地为被一个或多个R
8-2
取代的C
1-C6烷基，所述的C
1-C6烷基为C
1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，再例如甲基、乙基或正丙基；和/或，当R8和R9独立地为被一个或多个R
8-3
取代的3-8元杂环烷基时，所述的3-8元杂环烷基为5-6元杂环烷基；所述的3-8元杂环烷基和5-6元杂环烷基中的杂原子优选为氮，杂原子个数优选为1；所述的5-6元杂环烷基优选为和/或，当R8和R9以及它们之间所述的氮原子形成被一个或多个R
8-4
取代的含氮3-8元杂
环烷基时，所述的含氮3-8元杂环烷基为含氮3-6元杂环烷基；所述的含氮3-6元杂环烷基优选为和/或，当R
8-1
独立地为C
2-C4炔基时，所述的C
2-C4炔基为乙炔基、丙炔基或丁炔基，例如乙炔基；和/或，当R
8-1
独立地为C
1-C4烷氧基时，所述的C
1-C4烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基；和/或，当R
8-1
独立地为C
2-C4烯基时，所述的C
2-C4烯基为乙烯基、丙烯基或丁烯基，例如乙烯基；和/或，当R
8-1
独立地为卤素时，所述的卤素为...

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳家，孙守军，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：